JP2019001609A - テンションカットロール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テンションカットロールの表面が汚れてきたことを検出して、その表面を清掃できるテンションカットロール装置を提供する。【解決手段】 走行するウエブＷを抱き角θで抱いて回転するテンションカットロール１２と、テンションカットロール１２の表面を清掃する清掃部２４と、ウエブＷとテンションカットロール１２との間の静止摩擦係数μ０が予め定めた基準動摩擦係数μまで下がったときに清掃部２４を動作させる制御部３０とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、テンションカットロール装置に関するものである。

従来、長尺状のウエブを搬送しながら加工する場合に、例えば加熱装置などから搬出されたウエブの張力を調整する必要がある。そのため、乾燥装置などの出口側にはテンションカットロールが設けられている。

このテンションカットロールは、このテンションカットロールの前方のウエブの張力と、後方の張力とを変化させるために、テンションカットロールは、ウエブを所定の抱き角で抱くことにより、テンションカット（張力差を調整）を行っている。

特開２０００−２１１７８４号公報

しかし、上記のようなテンションカットロールの表面が汚れてくると、目的とした張力差の調整を行うことができなくなるという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、テンションカットロールの表面が汚れてきたことを検出して、その表面を清掃できるテンションカットロール装置を提供することを目的とする。

本発明は、走行するウエブを抱き角θで抱いて回転するテンションカットロールと、前記テンションカットロールの表面を清掃する清掃部と、前記ウエブと前記テンションカットロールとの間の静止摩擦係数が基準動摩擦係数まで下がったときに前記清掃部を動作させる制御部と、を有するテンションカットロール装置である。

本発明によれば、テンションカットロールの表面が汚れてきたことを検出して、その表面を清掃できる。

本発明の一実施形態を示すテンションカットロール装置の説明図である。 変更例１のテンションカットロール装置の説明図である。 変更例２のテンションカットロール装置の説明図である。

以下、本発明の一実施形態のテンションカットロール（以下、「カットロール」という）１２を有するテンションカットロール装置（以下、「本装置」という）１０について図１に基づいて説明する。本装置１０において搬送される長尺状のウエブＷは、例えば、フィルム、金属箔、布帛、紙などである。

（１）本装置１０の構成
本装置１０について図１を参照して説明する。本装置１０は、ウエブＷを熱処理して加熱する熱処理装置の出口側、熱処理装置の入口側、ウエブＷの巻取り装置の入口側、ウエブＷの巻出し装置の入口側、ウエブＷに塗工液を塗工する塗工装置の入口側、又は、塗工装置の出口側に設けられている。

本装置１０は、カットロール１２、カットロール１２の上流に配された第１ガイドロール１４、カットロール１２の下流に配された第２ガイドロール１６を有している。

カットロール１２は、鋼鉄製の円柱状であり、その表面にハードクロムメッキ或いは梨地加工が施されている。カットロール１２は、トルク制御と回転数の制御が可能なモータ１８によって回転する。そして、カットロール１２は、図１に示すようにウエブＷを抱き角θで抱いて回転させる。

第１ガイドロール１４は、ウエブＷの走行によって回転する。また、このときのウエブＷの張力（以下、「第１張力Ｔ１」という）を検出するための第１検出部２０が設けられている。第１検出部２０は、テンションピックアップ装置であり、第１ガイドロール１４にかかった張力をバネなどの弾性体により検出したり、作動トランス式、すなわち、作動変圧器を用いて検出するものである。なお、この第１検出部２０は、第１ガイドロール１４の外部に設けられているだけでなく、例えば第１ガイドロール１４の回転軸内部にアクティブフォースセンサを設けて、第１張力Ｔ１を測定してもよい。

第２ガイドロール１６は、カットロール１２を通過したウエブＷの走行によって回転する。このときのウエブＷの張力（以下、「第２張力Ｔ２」という）を検出する第２検出部２２が設けられている。この第２検出部２２も、第１検出部２０と同様にテンションピックアップ装置などからなる。

カットロール１２の表面外方には、清掃部２４が設けられている。清掃部２４は、ブラシロール２６とそのブラシロール２６を上下動させて、カットロールの表面に接触させる上下動装置２８を有する。

モータ１８、第１検出部２０、第２検出部２２、清掃部２４の上下動装置２８は、コンピュータよりなる制御部３０に接続されている。制御部３０は、モータ１８によってカットロール１２を所定の回転速度で回転させ、第１張力Ｔ１と第２張力Ｔ２を検出する。そして、制御部３０は、カットロール１２の上流側の第１張力Ｔ１とカットロール１２を通過した下流側の第２張力Ｔ２が、予め定めた目的の張力差ΔＴになるように、清掃部２４を動作させる。

（２）清掃部２４の動作状態
次に、制御部３０が清掃部２４を動作させる状態について図１を参照して説明する。

制御部３０は、モータ１８によって、カットロール１２を所定の回転速度で回転させウエブＷを走行させている。このとき、カットロール１２は、ウエブＷを抱き角θで抱き、上流側の第１張力Ｔ１と下流側の第２張力Ｔ２との間に張力差ΔＴがあるように回転している。また、第１検出部２０と第２検出部２２は、それぞれ第１張力Ｔ１と第２張力Ｔ２をリアルタイム（例えば、１秒間に５回）に検出している。さらに、清掃部２４のブラシロール２６は、カットロール１２の表面が正常な状態ではカットロール１２から離れた位置に待機している。

ΔＴに関する式を下記に記載する。静止摩擦係数μ０について詳しく説明する。

ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１＝Ｔ１＊｛ｅｘｐ（μθ）−１｝ ・・・（１）

但し、μ０は静止摩擦係数である、μは基準動摩擦係数であり、μ＜μ０である。基準動摩擦係数μとは、カットロール１２が回転しながらウエブＷを走行させ、ΔＴの張力差を得られる実際の動摩擦係数であり、Ｔ１、Ｔ２、θを予め設定して（１）式から予め求めておく。

ここで静止摩擦係数μ０とは、カットロール１２の全周面の領域の静止摩擦係数の平均値を意味している。すなわち、カットロール１２の全周面において、周面の各領域で全く同じ静止摩擦係数の値ではなく、汚れや表面形状の違いなどでその値にばらつきがある。そこで、これら各領域の静止摩擦係数の代表して、周面の全ての領域の静止摩擦係数の値の平均値を、静止摩擦係数μ０と呼ぶ。

また、基準動摩擦係数μについても同様に、カットロール１２の周面の領域の基準動摩擦係数の平均値を基準動摩擦係数μと呼ぶ。

そして、平均的な基準動摩擦係数μと平均的な静止摩擦係数μ０が同じであっても、各領域の静止摩擦係数の値にはばらつきがあるため、カットロール１２の一部の領域では、μ＝μ０でなく、μ０＜μになったり、μ０＞μになり、この違いによりウエブＷが走行する場合に滑りや擦れが発生して、張力差ΔＴにばらつきが生じることとなる。

ところで（１）式に示すように、ΔＴが一定になるためには、基準動摩擦係数μが静止摩擦係数μ０より小さい必要がある。しかし、カットロール１２の表面が汚れ、ウエブＷとカットロール１２の間に滑りが発生して静止摩擦係数μ０が小さくなり、基準動摩擦係数μに近づいたり、等しくなると、上記したように、カットロール１２の一部の領域では、μ＝μ０でなく、μ０＜μになったり、μ０＞μになり、この違いにより張力差ΔＴにばらつきが生じる。したがって、カットロール１２の表面の汚れを落として、静止摩擦係数μ０を上げる必要がある。

張力差ΔＴの変動は、（１）式に示すように、第１張力Ｔ１又は第２張力Ｔ２の変動で発生する。例えば、第１張力Ｔ１に関して、基準第１張力＝５０Ｎ（ニュートン）を設定しているとする。このときに、カットロール１２の表面が汚れておらず正常な場合には、検出する第１張力Ｔ１は、５０Ｎとなる。

しかし、カットロール１２の表面が汚れてくると、検出する第１張力Ｔ１に変動が生じてくる。例えば、検出した第１変動幅が、第１検出時間（例えば、５秒間）の間で第１設定幅（例えば、１〜２Ｎ）より大きく変動する。このときに制御部３０は、清掃部２４を動作させる。

清掃部２４は、上下動装置２８によってブラシロール２６をカットロール１２の表面に接触させ、カットロール１２の表面を清掃する。この場合にカットロール１２が１周又は２周分だけブラシロール２６を通過するまで行う。清掃部２４は、カットロール１２が１周又は２周する時間に対応した時間だけ清掃するように設定されている。カットロール１２の表面が清掃されると、静止摩擦係数μ０が再び上昇して、検出する第１張力が基準第１張力になる。

また、第２検出部２２によって検出した第２張力Ｔ２の第２時間内の第２変動幅が第２設定幅よりも大きくなった場合にも、制御部３０は、カットロール１２の表面が汚れていると判断して清掃部２４を動作させる。

なお、制御部３０は、第１検出部２０の検出した第１張力Ｔ１、又は、第２検出部２２が検出した第２張力Ｔ２の変動幅のどちらか一方が所定時間内に所定幅変動した場合に清掃部２４を動作させる。

（３）効果
本実施形態によれば、カットロール１２の表面の汚れを、ウエブＷとカットロール１２の間の静止摩擦係数に着目し、この静止摩擦係数が低下した場合を第１張力Ｔ１又は第２張力Ｔ２の所定時間内の変動幅で検出する。すなわち、この変動幅が設定幅以上になった場合には、カットロール１２の表面が汚れているとして、清掃部２４でカットロール１２の表面を清掃し、再び必要な張力差が得られるようにできる。

また、清掃部２４は、ブラシロール２６によって清掃するため、静電除去を行うことができ、また、カットロール１２の表面が汚れてきたときのみ清掃を行うため、ウエブＷの走行の障害にならず、確実に清掃できる。

（４）変更例１
上記実施形態では、清掃部２４の清掃手段としてブラシロール２６を用いたが、これに代えて、図２に示すような粘着ロール３２、３４を用いてもよい。この場合には、上下動装置２８は粘着ロール３２、３４を一体に上下動させる。そして、清掃時には粘着ロール３２をカットロール１２の表面に接触させて汚れを除去し、この粘着ロール３２の汚れは粘着ロール３４によって清掃する。これによって、汚れた粘着ロール３２が再びカットロール１２の表面に接触することがない。

（５）変更例２
上記実施形態では、清掃部２４は、ブラシロール２６で清掃したが、これに代えて図３に示すように超音波クリーナ３６でカットロール１２の表面を清掃させてもよい。この場合には、上下動装置２８で超音波クリーナ３６を上下動させるのでなく、制御部３０は、清掃のタイミングになると、超音波クリーナ３６を動作させる。

（６）その他
上記実施形態では、カットロール１２の表面は平らであったが、これに代えて螺旋状の溝が設けられていてもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・テンションカットロール装置、１２・・・カットロール、１４・・・第１ガイドロール、１６・・・第２ガイドロール、１８・・・モータ、２０・・・第１検出部、２２・・・第２検出部、２４・・・清掃部、２６・・・ブラシロール、２８・・・上下動装置、３０・・・制御部

Claims (7)

1. 走行するウエブを抱き角θで抱いて回転するテンションカットロールと、
   前記テンションカットロールの表面を清掃する清掃部と、
   前記ウエブと前記テンションカットロールとの間の静止摩擦係数が基準動摩擦係数まで下がったときに前記清掃部を動作させる制御部と、
   を有するテンションカットロール装置。
2. 走行する前記ウエブによって回転し、かつ、前記テンションカットロールの上流にある第１ガイドロールと、
   前記第１ガイドロールを通過する前記ウエブの第１張力Ｔ１を検出する第１検出部と、
   走行する前記ウエブによって回転し、かつ、前記テンションカットロールの下流にある第２ガイドロールと、
   前記第２ガイドロールを通過する前記ウエブの第２張力Ｔ２を検出する第２検出部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記第１検出部が検出した前記第１張力Ｔ１の所定の第１検出時間内の第１変動幅が第１設定幅以上になったとき、又は、前記第２検出部が検出した前記第２張力Ｔ２の所定の第２検出時間内の第２変動幅が第２設定幅以上になったときに、前記静止摩擦係数が前記基準動摩擦係数まで下がったと判断する、
   請求項１に記載のテンションカットロール装置。
3. 前記清掃部は、ブラシロールである、
   請求項１に記載のテンションカットロール装置。
4. 前記清掃部は、粘着ロールである、
   請求項１に記載のテンションカットロール装置。
5. 前記清掃部は、超音波クリーナである、
   請求項１に記載のテンションカットロール装置。
6. 前記テンションカットロールの表面は、ハードクロムメッキ或いは梨地加工である、
   請求項１に記載のテンションカットロール装置。
7. 前記制御部は、前記清掃部による清掃を前記テンションカットロールが１周又は２周するまで行う、
   請求項１に記載のテンションカットロール装置。

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